太阳能供热系统的研究

太阳能热利用研究报告

太阳能热利用是指利用太阳辐射产生的热能来进行各种实际应用，如供暖、热水、干燥等。太阳能热利用研究旨在提高太阳能的利用效率、降低成本，并推动太阳能在能源领域的应用。

太阳能热利用研究的主要内容包括：太阳能集热器的设计与优化、太阳能储热材料的研究、太阳能热力系统的控制与调节、太阳能供暖系统在实际应用中的性能测试与评估等。

太阳能集热器是太阳能热利用中的核心装置，其设计与优化是研究的重点之一。研究者通过分析太阳辐射特性、材料热传导性能等因素，设计最佳的集热器结构，以提高集热器的热能吸收效率。

太阳能热利用研究还涉及到太阳能储热材料的研究。这些材料能够在白天吸收太阳能，并在需要时释放热能，以满足夜间或阴天时的供热需求。研究者通过研究材料的热导率、储热密度等性能指标，选择合适的储热材料，并通过改进其结构和配方，提高其储热性能。

太阳能热利用研究还包括太阳能热力系统的控制与调节。研究者通过设计合理的控制策略和调节装置，以及开发相应的控制算法，实现对太阳能热力系统的精确控制，提高其稳定性和效能。

最后，太阳能热利用研究还需要对太阳能供暖系统进行性能测试与评估。研究者通过实验室测试和实际应用验证，评估太阳能供暖系统的热性能、经济性和环境适应性，为进一步优化系统提供依据。

综上所述，太阳能热利用研究致力于提高太阳能的利用效率和经济性，并推动太阳能在能源领域的广泛应用。随着研究的不断深入，太阳能热利用技术将为人类提供更清洁、可持续的能源解决方案。

家庭智能太阳能系统的研究

【摘 要】利用太阳能为能源，本文设计了一个可以全天为乡村家庭供暖、供热水及储能的系统。本系统主要包括太阳能采暖部分、太阳能蓄电池储能部分和系统控制三大部分。系统主要由集热器、循环水泵、储热水箱、太阳能电池组件、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等装置组成。本设计符合国家倡导的绿色环保政策，符合现代农村特别是偏远农村的实际使用需求，因此本设计具有很好的社会效益和经济效益。

【关键词】太阳能；太阳能供热；太阳能蓄电

0 前言

太阳能作为一种可再生的清洁能源，无需开采和输运，方便安全，必将成为人类主要能源之一，其低廉、安全、环保等特点符合新农村建设的客观要求。我国北方地区大多处于太阳能丰富的二类地区，空气透明度高，辐照量足。这为在北方农村推广太阳能采暖技术提供了重要依据。本设计是利用太阳能来提供生活热水、供暖，还通过太阳能蓄电池将太阳能转化为电能提供家庭用电，颇具节能和经济效益。该系统包括太阳能供暖、电能储存及室内温度的检测与控制三个部分。

1 太阳能供暖部分

1.1 太阳能供暖设计思路

提供冬季供暖是指在晴好天气下，循环水泵将自来水输送到屋顶太阳能集热器的吸热管中，太阳能集热器通过采集热量，将水加热，热水顺着管路被输送到储水箱的外层，因储水箱设有内外两层，内层为生活用热水，外层为供暖用循环水，储水箱外层的热水再根据需要输送到各房间地暖管线进行散热供暖。这样太阳能集热器吸热管中的水、储水箱外层水以及地暖管线水就形成了一个全封闭的循环系统，水可以重复循环使用。对于生活用热水，自来水直接进入到储水箱内层，通过热传导原理被储水箱外层热水加热，加热后的内层水被输送到厨房、卫生间等各生活用水点供应热水。内层水和各用水点之间是一个开放式的系统。

1.2 供暖部分的运行模式

本系统采用定温循环，供暖循环，电加热辅助三种结合的运行方式，太阳能专用单机进行集热，确保集热效果，保证全年任意时间段热水的供应，具体工作流程如（图1）所示。系统采用定时或定温温差循环，当时间或温度达到控制仪的设定值时，系统自动进入循环模式，通过对循环水泵的控制，系统自动开始或者停止管路循环，使热量合理通过室内暖气终端，从而带动室内取暖，冬季达到防冻的效果。系统的电补采用可调节控制方式，会根据用户的自行设定的数值运行，这样用户可以根据天气情况灵活调节控制仪的设定值，从而大大降低夜间及

集中式太阳能热水供应系统设计工程分析

摘要:近年来，我国利用太阳能制备生活热水的趋势逐步加快，越来越多的太阳能热水系统得到开发利用。本文将结合太阳能集中式热水供应系统工程实例，就集中太阳能热水供应系统的设计作了详细的研究，为集中太阳能热水供应系统的推广提供参考。

关键词:太阳能热水系统；集热器；热水供水方式；设计

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

1 引言

在当前的社会中，能源问题已经成为一个世界关注的话题。由于太阳能是一种可再生的无污染能源，近年来在住宅建筑中的应用逐渐广泛起来。集中太阳能热水供应系统作为一种新型的太阳能热水供应方式，在一定程度上被采用，为此，对于集中太阳能热水供应系统的设计也逐渐受到了人们的重视。本文结合应用实例，就此类系统设计应该注意的问题和需要的设备进行分析，为推进城市可再生能源在建筑中的应用和发展做出应有的贡献。

2 工程概况

某住宅建筑，总建筑面积约75921m2，分两期建，其供热系统均采用太阳能集中供热。一期建设第1到15栋，13层高，建筑高度约为42.2m，二期建设第16到18栋，两幢均32层高，建筑高度约为93.8m。集热器放置在屋面、女儿墙、侧立面或阳台上。

3 本工程太阳能热水供水系统的主要特点

3.1 热水供应规模和效益 全部采用太阳能供应住户生活热水，最大日热水用水量为350m3，最大时耗热量为10802mj，总集热面积达到5036m2。其规模大、栋数多、受益人数多，具有可观的经济和环保效益，初步估算年节能费用约187万元，系统寿命期内二氧化碳减排量约9274t。

3.2 集热器的布置

太阳能集热器在中高层住宅中，首先考虑安装在建筑物顶部，在建筑外观上不会影响建筑景观；同时，集热器的安装排列不受建筑物走向的限制，可以达到系统最佳的集热效果。

3.3集热器分组

由上述的集热器布置可以发现，高层住宅所需的集热器数量、面积比较庞大，常用的集热器串联连接会造成大量能量损耗，因此本项目对集热器进行分组，分组后热媒采用并联方式接入集水器，再进入储热设备。因设计中集热器数量较多，特别是第16、17、18栋楼中既有设于屋顶的平板型集热器，又有设于外墙和阳台的金属管式真空管集热器，故本设计参照《建筑给水排水工程技术与设计手册》，对集热器进行分组布置，将其分成若干个子系统，每个子系统的集热器面积大致相近，集热系统热媒采用强制循环直接加热方式。以第16栋a座为例，共设置5组集热器，其中屋面集热器分成2组，每组集热器数量分别为43块和44块；女儿墙部分集热器分成2组，每组集热器数量均为36块；南侧立面阳台集热器为1组，集热器数量为58块；由于每组集热器的面积、热媒在管道中的输送距离、流量、集热器的类型都有差距，故设计根据每组集热器的流量、阻力损失的不同，配置流量、扬程相匹配的强制循环泵，并在回水管路上设置平衡阀调节，使得进入集热水箱的热媒符合设计要求。集热器的安装位置及分组并联布置见图1。

太阳能、浅层地热能、储热体联合供暖的研究

摘要：由于太阳能与浅层地热能联合供暖系统具有良好的互补性，应用越来越广泛。但由于太阳能的不稳定性和间歇性，会影响夜间联合供暖系统的效率以及地下温度场的回复。本文提出用储热体在夜间替代太阳能系统，与浅层地热能联合运行，提高联合供暖系统效率和降低对地下温度场的破坏。

关键词：太阳能 浅层地热能 储热体 联合供暖

1、前言

随着常规能源的短缺和价格飞涨，以及节能减排和低碳的呼声越来越高，国家对太阳能和地热能等新能源的利用越来越重视，太阳能和地热能被广泛应用于供暖和发电。全国太阳能辐射量约为50×1018kJ，在现有技术经济条件下，全国287个地级以上城市能够利用的浅层地热能资源量相当于3.5亿吨标准煤，应用潜力巨大。但由于太阳能与地热能的特殊性，其应用受到一定的限制。

2、太阳能与浅层地热能联合供暖存在的问题

浅层地热能的利用形式以地源热泵为主，普遍存在热能抽取速度大于热能补充速度的问题。这是由于浅层地热能是一种恒温带[1]所能够提供的温度小于25℃的低品位热能[2]，是大地热流在通过热阻非常大的岩土层过程中，耗散在岩土层里并蓄存下来的热能。大地热能补充非常缓慢。如果单靠大地热流补热，而没有外界补热措施，将对地下温度场造成上百年也难以自然恢复的破坏[3]，甚至会破坏浅层内部结构与各物质的平衡状态[4]，产生一系列问题。因此，很多学者考虑太阳能和浅层地热能联合使用，利用太阳能对地下热能进行补充。

太阳能虽然热量巨大，但其容易受到地理、昼夜和季节等规律性变化的影响及天气状况的随机因素的影响，存在能流密度低，不连续性和间断性的问题。如果单靠太阳能进行热量补充会存在热量不连续和很快流失的问题，尤其是夜间供暖热负荷大的时间内无太阳能的补充，无法有效减轻供热负荷。

由于太阳能与浅层地热能联合供暖系统存在上述问题，需研究一种新的供暖系统。

3、储热方法与储热体

随着储热材料和储热技术的发展，利用储热体储存太阳热量的技术也日趋成熟。目前储热的方式主要有三种。潜热储热、化学反应储热和显热储热[5][6]。